Medição de Nível Aula Rev 20.01.15

MEDIO DE NVEL

Professora Cristiane Maia

Controle de Processos Industriais

O nvel uma varivel importante na

indstria no somente para a operao do

prprio processo, mas tambm para fins

de clculo de custo e de inventrio.


Medio de nvel

Os sistemas de medio de nvel variam

em complexidade desde simples visores

para leituras locais at indicao remota,

registro ou controle automtico.


Nvel a altura do contedo de um

reservatrio, que poder ser um lquido

ou um slido.

Medio de nvel


CLASSIFICAO E TIPO DE

MEDIDORES DE NVEL

1. Mtodo de Medio Direta

2. Mtodo da Medio Indireta


Mtodo de Medio Direta


Mtodo da Medio Indireta


CLASSIFICAO E TIPO DE

MEDIDORES DE NVEL


MEDIDORES DE NVEL POR

MEDIO DIRETA

1. Medidor de Nvel Tipo Rgua ou

Gabarito.

2. Visores de Nvel.

3. Medidor de Nvel tipo Flutuador.


Medidor de Nvel Tipo Rgua ou Gabarito.

Consiste em uma rgua graduada que

tem o comprimento conveniente, para

ser introduzido dentro do reservatrio

onde vai ser medido o nvel.


MEDIDORES DE NVEL POR MEDIO

DIRETA

Medidor de Nvel Tipo Rgua ou Gabarito.

medio simples;

instantnea;

de baixo custo.



DIRETA

Medidor de Nvel Tipo

Rgua ou Gabarito.


Medidor de Nvel Tipo

Rgua ou Gabarito.

A determinao do nvel acontece atravs

da leitura direta do Comprimento marcado

na rgua, pelo lquido.

A graduao da rgua pode ser em

unidades de comprimento, volume ou

massa.


Visores de Nvel

Aplica-se nestes instrumentos o princpio

dos vasos comunicantes.

Um tubo transparente colocado a partir

da base do reservatrio at o seu ponto

mais alto, permitindo a leitura precisa do

nvel do lquido, mesmo para altas

presses.



DIRETA

Visores de Nvel


Visores de Nvel

Os visores de nvel se destinam

exclusivamente monitorao do nvel

de lquido ou da interface entre dois

lquidos imissveis, em vasos, colunas,

reatores, tanques, etc. submetidos ou

no presso.


Visores de Nvel


Visores de Nvel

Recomenda-se que o comprimento do tubo

no exceda 750mm.

Caso seja necessrio cobrir faixas de

variaes maiores, devem ser utilizados 2 ou

mais visores com sobreposio de faixas.


Visores de Nvel


Visores de Nvel

Devido s caractersticas construtivas, os

visores de vidro tubular no suportam

altas presses e temperaturas, bem como

apresentam alta probabilidade de quebra

acidental do vidro por choque externo.


Visores de Nvel

Devido s limitaes quanto a sua

resistncia a segurana, os visores de

vidro tubular so recomendados para

uso em processos que no apresentam

presses superiores a cerca de 2,0 bar

e em temperaturas que no excedam a

100 graus Celsius.


Visores de Nvel

No se recomenda o seu uso com lquidos

txicos, inflamveis ou corrosivos, visto

que a fragilidade destes instrumentos

aumenta a possibilidade de perda de

produto contido no equipamento


Visores de Nvel


Visores de Nvel

Os vidros planos substituram, ao longo

dos anos, quase a totalidade dos visores

tubulares.

Esse fato decorre da inerente falta de

segurana apresentada pelos visores

tubulares em aplicaes com presses

elevadas.


Medidor de Nvel tipo Flutuador

Uma bia flutuando sobre a superfcie

do lquido acompanha o nvel em que

ele se encontra e transmite os

movimentos para a parte externa do

tanque caso a altura do produto se

altere.


Medidor de Nvel tipo Flutuador interno

O medidor de nvel com flutuador interno

usualmente utilizado em tanques

abertos.

Deve se tomar cuidado para assegurar

que no ocorra vazamentos quando

estes so usados com presso ou em

tanque vcuo.



DIRETA

Medidor de Nvel tipo Flutuador interno



DIRETA

Medidor de nvel com flutuador externo

Sua vantagem sobre o sistema com

flutuador interno est no fato de que ele

menos afetado por oscilaes na

superfcie do lquido contido no tanque

ou por sua vaporizao.



DIRETA

Medidor de nvel com

flutuador externo


Medidor de nvel com flutuador externo

Com este medidor pode-se obter o nvel

em tanques sob presso ou vcuo,medir

nvel de interface entre dois lquidos de

densidades diferentes e medir nvel de

lquidos corrosivos.



DIRETA

Medidor de nvel tipo flutuador

livre


Medidor de nvel do tipo deslocador (Displacer

empuxo)

Seu funcionamento baseado no Princpio de Arquimedes (Um corpo imerso em lquido, sofre a ao de uma fora vertical dirigida de baixo para cima igual ao peso do volume do lquido deslocado);

Para fazer uso desse tipo de medio usa-se um corpo de dimenses e massa determinadas denominado displacer ou deslocador.



INDIRETA

Medidor de nvel do tipo deslocador (Displacer

empuxo)

Um flutuador de formato geralmente cilndrico e volume conhecido, colocado dentro do tanque onde o volume ser medido.

Quanto maior for o nvel, maior ser o volume imerso do flutuador e, pelo princpio de Arquimedes, maior ser o empuxo por ele sofrido



INDIRETA

Medidor de nvel do tipo deslocador (Displacer empuxo)



INDIRETA


O deslocador apresenta ligao mecnica com uma espcie de dinammetro que mede seu peso obtm a medida no nvel. .

O peso medido o chamado peso aparente, igual diferena entre o peso do corpo fora do fluido (peso real) e o peso do fluido deslocado ou seja o empuxo.



INDIRETA


Uma vez que o peso aparente diminui com o percentual de imerso, logo o peso aparente do deslocador diminui com o aumento do nvel.



INDIRETA

Presso Diferencial

a diferena de presso entre dois pontos.



INDIRETA

Presso Diferencial

A presso em um ponto do lquido proporcional ao nvel acima desse ponto de

referncia. Matematicamente, tem-se:

p = g L Onde:

p a presso hidrosttica, no fundo

do tanque, ou no nvel 0.

a densidade absoluta do lquido

g a acelerao da gravidade do local

L a altura do lquido ou o nvel do lquido

acima do fundo do poo.


Presso Diferencial



INDIRETA

Presso Diferencial


Medidor de Nvel de

interface

Um dos tipos o medidor

eletrnico de interface

utilizado na rea ambiental.

Consta de uma carretel com

uma fita milimetrada e 2

condutores em ao inox.

A medio baseia-se na

medio da condutividade

utilizando um emissor e

coletor infravermelho. A

baixa condutividade

deflagra um sinal sonoro

contnuo e alta

condutividade, intermitente. Professora Cristiane Maia


INDIRETA

Medidor de Nvel por presso diferencial

tipo Borbulhador

Neste tipo de medio, um tubo inserido

no lquido contido em um vaso.

Uma das pontas submersa no lquido

cujo nvel se deseja medir e atravs da

ponta superior fornecido ar ou gs inerte

permanentemente.



INDIRETA

Ser necessria uma presso de ar

igual coluna lquida existente no vaso,

para que o ar vena este obstculo e

consiga escapar pela extremidade

inferior do tubo.


Medidor de Nvel por presso diferencial

tipo Borbulhador


INDIRETA

Medidor de Nvel tipo

Borbulhador



Borbulhador


A medida feita atravs de um

instrumento transmissor de presso um manmetro.


Borbulhador

Com o nvel mximo ajustada a vazo

de ar/gs at o aparecimento de

bolhas.

Quando o nvel do lquido sobe ou

desce a presso interna do tubo

aumenta ou diminui respectivamente

acompanhando o nvel.



Borbulhador

Recomendaes para seleo:

1. Os borbulhadores no so recomendados quando o ar ou gs possa contaminar ou alterar as caractersticas do produto.

2. O ar utilizado deve ser o ar de instrumento, seco e isento de leo ou contaminante.

3. O lquido no deve conter slidos em suspenso e sua densidade deve se manter sempre constante.

4. necessrio que o fluxo de ar ou gs seja mantido constante.

5. No indicado para vasos sob presso positiva ou vcuo.


Medidor de Nvel Tipo Ultra-Som

O ultra-som uma onda sonora (mecnica),

cuja freqncia de oscilao maior do que

aquela sensvel ao ouvido humano, isto ,

acima de 20 kHz.



INDIRETA

Medidor de Nvel Tipo Ultra-

Som

O ngulo de

incidncia

igual ao

ngulo de

reflexo.

medido o

tempo

desde a

gerao da

onda at o

seu retorno.

Princpio bsico



Som


Baseia-se na reflexo da onda gerada

pelo transdutor quando encontra a

interface do lquido cujo nvel se deseja

medir. medido o lapso de tempo desde

o instante em que a onda gerada, at o

seu retorno ao transdutor ECO. Esse

tempo ser proporcional distncia entre

o sensor e a superfcie que causou a

reflexo.

Distncia = Velocidade de propagao

x tempo (ECO).


Som

ASSIM:

A VELOCIDADE DE PROPAGAO DA

ONDA DE ULTRA-SOM DEPENDE SE O

MEIO SLIDO,LQUIDO OU GASOSO;

A VELOCIDADE DO SOM A BASE PARA A

MEDIO ATRAVS DA TCNICA DE ECO.



Som

A medio de nvel por ultra-som

indireta.

O ultrassom pode ser usado para

medio contnua ou pontual do nvel.



Som



Som

A velocidade de propagao da onda som

em meio elstico depende da elasticidade e

densidade do meio, as quais variam com a

temperatura e presso.

Por essa razo a maioria dos transdutores

incorporam sensores de temperatura para a

correo da velocidade do som.



Som As principais vantagens do princpio so

1. ausncia de peas mveis;

2. habilidade de medir nvel sem contato com o

processo;

3. a preciso e confiabilidade do sistema no so

afetadas por variaes na composio,

densidade, umidade, condutividade eltrica ou

constante dieltrica do fluido do processo.


Medidor de Nvel tipo Radioativo

Os sistemas radiamticos so utilizados

para medio de nvel de lquidos, polpas

ou slidos granulados em aplicaes onde

nenhuma outra tecnologia disponvel pode

ser aplicada.



INDIRETA

Medidor de Nvel tipo Radioativo

Consiste na emisso de raios gama

atravs de uma fonte de radiao e uma

unidade eletrnica conversora e

transmissora de sinal, que transforma a

radiao em sinal eltrico de corrente

contnua.



INDIRETA


Radioativo

A fonte geralmente Ce 137 e mantida

blindada.



Radioativo



Radioativo

O detector mais utilizado formado por uma

cmara contendo gs inerte (argnio, por

exemplo) pressurizado, alimentado por uma

tenso contnua negativa (-15 VDC) e um coletor

de eltrons (que so retirados da ltima camada

do tomo pela incidncia do raio gama).



Radioativo

A corrente eltrica produzida pela passagem dos

raios gama diretamente proporcional a

intensidade da radiao e inversamente

proporcional ao nvel do produto no silo ou

tanque.

Esse sinal convertido em tenso e/ou frequncia

e transmitido atravs de sinal de corrente de 4 a

20 mADC.



Radioativo

A transmisso

dos raios

inversamente

proporcional ao

nvel do lquido

no tanque, j

que o fluido

bloquear parte

da energia

emitida.



Radioativo DETECTOR FONTE



Radioativo

VANTAGENS:

A medio independe de propriedades fsicas e qumicas;

No limita a forma do reservatrio;

Boa confiabilidade;

Baixa manuteno;

Aplica-se slidos e lquidos. Professora Cristiane Maia


Radioativo

LIMITAES:

A principal o risco devido radiao;

Custo elevado.


Medio de Nvel por Pesagem

A medio de nvel por pesagem

consiste basicamente na instalao de

clulas de cargas nas bases de

sustentao do silo cujo nvel se deseja

medir.



INDIRETA

Medio de Nvel por

Pesagem

uma medio de nvel indireta, simples e

econmica.

Relaciona o peso obtido por uma balana com o

volume do produto.

Para a pesagem utilizada uma clula de carga que

um sensor formado por uma estrutura mecnica

projetada para receber esforos e deformar-se

dentro do regime elstico.


Medio de Nvel por

Pesagem


Medio de Nvel por

Pesagem

A medio de nvel por pesagem

consiste basicamente na instalao de

clulas de cargas nas bases de

sustentao do silo cujo nvel se deseja

medir.


Medio de Nvel por

Pesagem


As clulas de cargas

podem ser instaladas

sob os pontos de

apoio da estrutura

do silo de forma que

o peso do silo

nelas aplicado.

Medio de Nvel por

Pesagem

Os sistemas de esvaziamento e

enchimento no devem interferir

significativamente.

Pode ser necessrio sistema anti-

vibrao.


Medio de Nvel por

Pesagem


Escolha do medidor de nvel

Deve considerar:

a) Caractersticas fsicas e qumicas do que se

quer medir.

b) Interferncias da temperatura e presso;

c) Local de instalao;

d) Empoeiramento gerado no armazenamento.

e) Perfil de carga descarga, dentre outros.


Medio de Nvel

Alarme e intertravamento

A medio de nvel est sempre relacionada ao

controle de quantidades armazenadas.

Nessa condio so usados medidores chave de

nvel, que tm como objetivo acusar situaes

extremas, evitando transbordos e falta de

materiais.


Medio de Nvel


CHAVES DE NVEL

Alguns valores, uma vez atingidos requer imediata

ao para manter boas condies de operao e

segurana.

As chaves de nvel atuam de modo a ligar ou

desligar uma bomba, acionar um alarme ou

desencadear uma srie de aes automticas.


Medio de Nvel


CHAVES DE NVEL

So compostas de 2 partes:

a) Um detector que informa ao circuito de sada a

presena ou ausncia de nvel.

b) Um circuito de sada que muda o estado de

sada da chave em funo da informao

recebida. Professora Cristiane Maia

Medio de Nvel


INTERTRAVAMENTO

O objetivo do sistema de intertravamento de

automtica ou manualmente causar um conjunto

previsvel de operaes, quando os limites do

processo forem excedidos, os equipamentos

mecnicos e eltricos falharem, a energia faltar ou

os componentes falharem, individualmente ou em

combinao.


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